JP7093238B2 - Steam turbine equipment and combined cycle plant - Google Patents

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Description

本開示は、蒸気タービン設備及びコンバインドサイクルプラントに関する。 The present disclosure relates to steam turbine equipment and combined cycle plants.

コンバインドサイクルプラント等で用いられる蒸気タービンとして、圧力レベルの異なる蒸気で駆動される高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを含む蒸気タービンが用いられることがある。 As the steam turbine used in a combined cycle plant or the like, a steam turbine including a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine, and a low-pressure turbine driven by steam having different pressure levels may be used.

特許文献１には、一軸型コンバインドサイクルプラント用の蒸気タービンとして、高圧タービン、中圧タービン、及び、複流排気式の低圧タービンを含む蒸気タービンが開示されている。この蒸気タービンでは、高圧タービン及び中圧タービンと、低圧タービンとが別々の車室（ケーシング）に収容されており、中圧タービンからの蒸気は、これらの車室間を接続する気筒連絡管を介して低圧タービンに導入されるようになっている。 Patent Document 1 discloses a steam turbine including a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine, and a double-flow exhaust type low-pressure turbine as steam turbines for a uniaxial combined cycle plant. In this steam turbine, the high-pressure turbine, the medium-pressure turbine, and the low-pressure turbine are housed in separate cabins (casing), and the steam from the medium-pressure turbine forms a cylinder connecting pipe connecting these cabins. It is being introduced into low pressure turbines via.

一方、特許文献１には、一軸型コンバインドサイクルプラント用の蒸気タービンにおいて、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを単一の車室に収容するとともに、単流排気式の低圧タービンを採用した構成も開示されている。 On the other hand, in Patent Document 1, in a steam turbine for a uniaxial combined cycle plant, a high-pressure turbine, a medium-pressure turbine, and a low-pressure turbine are housed in a single cabin, and a single-flow exhaust type low-pressure turbine is adopted. Is also disclosed.

特許第３５２９４１２号公報Japanese Patent No. 3529412

高圧タービン及び中圧タービンの車室と、低圧タービンの車室を別々に設ける場合に比べ、高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンを単一の車室に収容した単車室の蒸気タービンでは、車室間を接続する気筒連絡管が不要となり、また、車室間に設けられる軸受等を削減可能であることから蒸気タービンの全長を短縮することができる。よって、単車室の蒸気タービンを採用することで、構成を簡素化することができ、また、設置スペースを低減することができるため、設備コストの低減を図ることができる。 Compared to the case where the passenger compartment of the high-pressure turbine and the medium-pressure turbine and the passenger compartment of the low-pressure turbine are separately provided, the steam turbine in the single-cabinet in which the high-pressure turbine, the medium-pressure turbine and the low-pressure turbine are housed in a single cabin has a vehicle. The total length of the steam turbine can be shortened because the cylinder connecting pipe connecting the chambers is not required and the number of bearings and the like provided between the passenger compartments can be reduced. Therefore, by adopting a steam turbine in a motorcycle room, the configuration can be simplified and the installation space can be reduced, so that the equipment cost can be reduced.

ところで、単流排気式の低圧タービンでは、蒸気の体積流量の増大に対応するため、複流排気式の場合に比べて、特に最終段の翼を長大化させる必要がある。しかしながら、タービン翼を長大化させるほどタービン翼の強度の確保が難しくなり、単車室かつ単流排気の構成を大出力の蒸気タービンに適用するのは難しいのが現状である。 By the way, in the single-flow exhaust type low-pressure turbine, in order to cope with the increase in the volumetric flow rate of steam, it is necessary to lengthen the blade of the final stage in particular as compared with the case of the double-flow exhaust type. However, the longer the turbine blade is, the more difficult it is to secure the strength of the turbine blade, and it is difficult to apply the configuration of a single-chamber and single-flow exhaust to a high-power steam turbine.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備及びこれを備えたコンバインドサイクルプラントを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present invention aims to provide a steam turbine facility capable of handling a large output and a combined cycle plant equipped with the steam turbine facility while reducing the facility cost.

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る蒸気タービン設備は、
ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを回転可能に支持する一対のラジアル軸受と、
前記一対のラジアル軸受の軸受スパン内において前記ロータシャフトに設けられた一対の低圧タービン翼列と、
前記一対の低圧タービン翼列の間に位置するように、前記軸受スパン内にて前記ロータシャフトに設けられた高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列と、
を備える。 (1) The steam turbine equipment according to at least one embodiment of the present invention is
With the rotor shaft
A pair of radial bearings that rotatably support the rotor shaft,
A pair of low-pressure turbine blade rows provided on the rotor shaft within the bearing span of the pair of radial bearings.
A high-pressure turbine column and a medium-pressure turbine column provided on the rotor shaft in the bearing span so as to be located between the pair of low-pressure turbine columns.
To prepare for.

上記（１）の構成によれば、一対のラジアル軸受の軸受スパン内に、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を設け、かつ、一対の低圧タービン翼列の間に高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列を配置したので、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を単一の車室（ケーシング）に収容するとともに、一対の低圧タービンから排気する複流排気式とすることができる。
すなわち、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を単一の車室（ケーシング）に収容する単車室構造とすることで、例えば、車室間を接続する気筒連絡管や車室間に設けられる軸受等を削減可能することができ、蒸気タービン設備の構成の簡素化又は設置スペースの削減を図ることができる。また、一対の低圧タービンを含む複流排気式とすることで、低圧タービンの翼長大化を抑制してタービン翼の強度低下を抑制できるため、大出力の蒸気タービン設備に対応可能となる。よって、上記（１）の構成によれば、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。 According to the configuration of (1) above, a high-pressure turbine column, a medium-pressure turbine column and a pair of low-pressure turbine columns are provided in the bearing span of the pair of radial bearings, and between the pair of low-pressure turbine columns. Since the high-pressure turbine column and the medium-pressure turbine column are arranged in the same space, the high-pressure turbine column, the medium-pressure turbine column and the pair of low-pressure turbine columns are housed in a single cabin (casing), and the pair of low-pressure turbine columns are accommodated. It can be a double-flow exhaust type that exhausts from the turbine.
That is, by adopting a single-chamber structure in which a high-pressure turbine blade row, a medium-pressure turbine blade row, and a pair of low-pressure turbine blade rows are housed in a single cabin (casing), for example, a cylinder connecting pipe connecting the passenger compartments. It is possible to reduce the number of bearings and the like provided between the vehicle interiors and the vehicle interior, and it is possible to simplify the configuration of the steam turbine equipment or reduce the installation space. Further, by adopting a double-flow exhaust type including a pair of low-pressure turbines, it is possible to suppress the increase in blade length of the low-pressure turbine and suppress the decrease in the strength of the turbine blades, so that it is possible to cope with high-output steam turbine equipment. Therefore, according to the configuration of (1) above, it is possible to realize a steam turbine facility capable of handling a large output while reducing the facility cost.

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記一対の低圧タービン翼列のうち一方である第１低圧タービン翼列を流れる蒸気の一部を、前記一対の低圧タービン翼列のうち他方である第２低圧タービン翼列の入口に導くための分岐流路をさらに備える。 (2) In some embodiments, in the configuration of (1) above,
The steam turbine equipment is
To guide a part of the steam flowing through the first low-pressure turbine blade row, which is one of the pair of low-pressure turbine blade rows, to the inlet of the second low-pressure turbine blade row, which is the other of the pair of low-pressure turbine blade rows. Further provided with a branch flow path.

上記（２）の構成によれば、一対の低圧タービン翼列のうち第１低圧タービン翼列を流れる蒸気の一部を、分岐流路を介して第２低圧タービン翼列の入口に導くようにしたので、一対の低圧タービン翼列の両方から蒸気を排出することが可能となり、すなわち、一対の低圧タービンから蒸気が排気される複流式の蒸気タービン設備を実現することができる。 According to the configuration of (2) above, a part of the steam flowing through the first low-pressure turbine column of the pair of low-pressure turbine columns is guided to the inlet of the second low-pressure turbine column through the branch flow path. Therefore, it is possible to discharge steam from both of the pair of low-pressure turbine blade rows, that is, it is possible to realize a double-flow steam turbine facility in which steam is discharged from the pair of low-pressure turbines.

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記高圧タービン翼列及び前記中圧タービン翼列を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングと前記一対の低圧タービン翼列の少なくとも一部とを収容する外側ケーシングと、をさらに備え、
前記分岐流路は、前記内側ケーシングの外周面及び前記外側ケーシングの内周面よって少なくとも部分的に形成される。 (3) In some embodiments, in the configuration of (2) above,
The steam turbine equipment is
An inner casing accommodating the high-pressure turbine blade row and the medium-pressure turbine blade row,
Further comprising an inner casing and an outer casing accommodating at least a portion of the pair of low pressure turbine blade rows.
The branch flow path is formed at least partially by the outer peripheral surface of the inner casing and the inner peripheral surface of the outer casing.

上記（３）の構成によれば、外側ケーシングに、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を収容するとともに、外側ケーシング及び該外側ケーシングの内側に位置する内側ケーシングを利用して分岐流路を形成したので、簡素な構成で、複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備を実現することができる。よって、上記（１）で述べたように、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。 According to the configuration of (3) above, the outer casing accommodates the high-pressure turbine blade row, the medium-pressure turbine blade row, and the pair of low-pressure turbine blade rows, and the outer casing and the inner casing located inside the outer casing are provided. Since the branch flow path is formed by utilizing it, it is possible to realize a steam turbine facility having a double-flow exhaust type and a single-chamber structure with a simple configuration. Therefore, as described in (1) above, it is possible to realize a steam turbine facility capable of handling a large output while reducing the facility cost.

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記内側ケーシングの前記外周面に断熱材が設けられる。 (4) In some embodiments, in the configuration of (3) above, a heat insulating material is provided on the outer peripheral surface of the inner casing.

上記（４）の構成によれば、内側ケーシングの外周面に断熱材を設けたので、高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列を収容する比較的高温の内側ケーシングから、比較的低温の蒸気が流れる分岐流路への放熱を抑制することができる。よって、このような放熱に起因する蒸気タービン設備の効率低下を抑制することができる。
なお、幾つかの実施形態では、前記外側ケーシングの内周面に断熱材が設けられていてもよい。 According to the configuration of (4) above, since the heat insulating material is provided on the outer peripheral surface of the inner casing, relatively low temperature steam is released from the relatively high temperature inner casing accommodating the high pressure turbine blade row and the medium pressure turbine blade row. It is possible to suppress heat dissipation to the flowing branch flow path. Therefore, it is possible to suppress the decrease in efficiency of the steam turbine equipment due to such heat dissipation.
In some embodiments, a heat insulating material may be provided on the inner peripheral surface of the outer casing.

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記高圧タービン翼列及び前記中圧タービン翼列を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングと前記一対の低圧タービン翼列の少なくとも一部とを収容する外側ケーシングと、をさらに備え、
前記分岐流路は、前記外側ケーシングの外部を通る配管によって少なくとも部分的に形成される。 (5) In some embodiments, in the configuration of (2) above,
The steam turbine equipment is
An inner casing accommodating the high-pressure turbine blade row and the medium-pressure turbine blade row,
Further comprising an inner casing and an outer casing accommodating at least a portion of the pair of low pressure turbine blade rows.
The branch flow path is formed at least partially by a pipe passing outside the outer casing.

上記（５）の構成によれば、外側ケーシングに、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を収容するとともに、外側ケーシングの外部を通る配管によって分岐流路を形成したので、簡素な構成で、複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備を実現することができる。よって、上記（１）で述べたように、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。 According to the configuration of (5) above, the outer casing accommodates a high-pressure turbine blade row, a medium-pressure turbine blade row, and a pair of low-pressure turbine blade rows, and a branch flow path is formed by a pipe passing through the outside of the outer casing. Therefore, it is possible to realize a steam turbine facility having a double-flow exhaust type and a single-chamber structure with a simple configuration. Therefore, as described in (1) above, it is possible to realize a steam turbine facility capable of handling a large output while reducing the facility cost.

（６）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（５）の何れかの構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記分岐流路に接続され、前記第１低圧タービン翼列の入口の蒸気の圧力よりも低圧の蒸気を前記分岐流路に導入するための蒸気導入路をさらに備える。 (6) In some embodiments, in any of the configurations (2) to (5) above,
The steam turbine equipment is
Further provided is a steam introduction path connected to the branch flow path and for introducing steam having a pressure lower than the pressure of the steam at the inlet of the first low pressure turbine blade row into the branch flow path.

上記（６）の構成では、分岐流路に接続される上述の蒸気導入路を設けたので、第２低圧タービンには、分岐流路を介して、第１低圧タービン翼列の入口に流入する蒸気（例えば、中圧タービンからの排気や、ボイラの低圧ドラム又は低圧蒸発器からの蒸気）の一部に加えて、蒸気導入路から分岐流路に導入されるより低圧の蒸気が導かれる。よって、上記（６）の構成によれば、蒸気タービン設備の出力を向上させることができる。 In the configuration of (6) above, since the above-mentioned steam introduction path connected to the branch flow path is provided, the second low-pressure turbine flows into the inlet of the first low-pressure turbine blade row via the branch flow path. In addition to a portion of the steam (eg, exhaust from a medium pressure turbine or steam from a low pressure drum or low pressure evaporator in a boiler), lower pressure steam introduced into the branch flow path is introduced from the steam introduction path. Therefore, according to the configuration of (6) above, the output of the steam turbine equipment can be improved.

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記高圧タービン翼列を流れる蒸気と、前記中圧タービン翼列を流れる蒸気とは、軸方向において互いに逆向きに流れるように構成され、
前記一対の低圧タービン翼列のそれぞれを流れる蒸気は、前記軸方向において互いに逆向きに流れるように構成される。 (7) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (6) above,
The steam flowing through the high-pressure turbine blade row and the steam flowing through the medium-pressure turbine blade row are configured to flow in opposite directions in the axial direction.
The steam flowing through each of the pair of low-pressure turbine blade rows is configured to flow in opposite directions in the axial direction.

上記（７）の構成によれば、高圧タービン翼列を流れる蒸気と、中圧タービン翼列を流れる蒸気とが軸方向において互いに逆向きの流れとなるように、かつ、一対の低圧タービン翼列のそれぞれを流れる蒸気が軸方向において互いに逆向きの流れとなるように、それぞれのタービン翼列を配置したので、ロータシャフトに作用するスラスト荷重をバランスさせることができる。 According to the configuration of (7) above, the steam flowing through the high-pressure turbine blade row and the steam flowing through the medium-pressure turbine blade row flow in opposite directions in the axial direction, and a pair of low-pressure turbine blade rows. Since each turbine blade row is arranged so that the steam flowing through each of the blades flows in opposite directions in the axial direction, the thrust load acting on the rotor shaft can be balanced.

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
前記蒸気タービン設備は、
前記一対の低圧タービン翼列からの蒸気を復水器に向けて排出するための排気室をさらに備え、
前記排気室は、該排気室の側方に位置する排気室出口を有する。 (8) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (7) above,
The steam turbine equipment is
Further provided with an exhaust chamber for discharging steam from the pair of low pressure turbine blade rows toward the condenser.
The exhaust chamber has an exhaust chamber outlet located on the side of the exhaust chamber.

上記（８）の構成によれば、低圧タービン翼列を通過した蒸気は、排気室の側方に設けられた排気室出口を介して復水器に向けて側方に排気される。すなわち、復水器を排気室の側方に配置することができるので、復水器を排気室の下方に位置させる場合に比べて、蒸気タービン設備の高さ方向のサイズを低減させることができる。よって、蒸気タービン設備にかかる設備コストをより効果的に削減することができる。 According to the configuration of (8) above, the steam that has passed through the low-pressure turbine blade row is exhausted laterally toward the condenser through the exhaust chamber outlet provided on the side of the exhaust chamber. That is, since the condenser can be arranged on the side of the exhaust chamber, the size of the steam turbine equipment in the height direction can be reduced as compared with the case where the condenser is located below the exhaust chamber. .. Therefore, the equipment cost for the steam turbine equipment can be reduced more effectively.

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの構成において、
蒸気タービン設備は、
前記一対の低圧タービン翼列からの蒸気を凝縮させるための復水器をさらに備える。 (9) In some embodiments, in any of the configurations (1) to (8) above,
Steam turbine equipment
Further provided is a condenser for condensing steam from the pair of low pressure turbine blade rows.

上記（９）の構成によれば、一対のラジアル軸受の軸受スパン内に、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を設け、かつ、一対の低圧タービン翼列の間に高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列を配置したので、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を単一の車室（ケーシング）に収容するとともに、一対の低圧タービンから排気する複流排気式とすることができる。このため、上記（１）で述べたように、蒸気タービン設備の構成の簡素化又は設置スペースの削減を図ることができるとともに、大出力の蒸気タービン設備に対応可能となる。よって、上記（９）の構成によれば、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。 According to the configuration (9) above, a high-pressure turbine column, a medium-pressure turbine column and a pair of low-pressure turbine columns are provided in the bearing span of the pair of radial bearings, and between the pair of low-pressure turbine columns. Since the high-pressure turbine column and the medium-pressure turbine column are arranged in, the high-pressure turbine column, the medium-pressure turbine column and the pair of low-pressure turbine columns are accommodated in a single cabin (casing), and the pair of low-pressure turbine columns are accommodated. It can be a double-flow exhaust type that exhausts from the turbine. Therefore, as described in (1) above, it is possible to simplify the configuration of the steam turbine equipment or reduce the installation space, and it is possible to cope with the high output steam turbine equipment. Therefore, according to the configuration of (9) above, it is possible to realize a steam turbine facility capable of handling a large output while reducing the facility cost.

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係るコンバインドサイクルプラントは、
ガスタービン設備と、
前記ガスタービン設備からの排ガスの熱によって蒸気を生成するためのボイラと、
上記（１）乃至（９）の何れかに記載の蒸気タービン設備と、を備え、
前記蒸気タービン設備は、前記ボイラで生成された蒸気によって駆動されるように構成される。 (10) The combined cycle plant according to at least one embodiment of the present invention is
Gas turbine equipment and
A boiler for generating steam by the heat of exhaust gas from the gas turbine equipment,
The steam turbine equipment according to any one of (1) to (9) above is provided.
The steam turbine equipment is configured to be driven by the steam generated by the boiler.

上記（１０）の構成によれば、一対のラジアル軸受の軸受スパン内に、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を設け、かつ、一対の低圧タービン翼列の間に高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列を配置したので、高圧タービン翼列、中圧タービン翼列及び一対の低圧タービン翼列を単一の車室（ケーシング）に収容するとともに、一対の低圧タービンから排気する複流排気式とすることができる。このため、上記（１）で述べたように、蒸気タービン設備の構成の簡素化又は設置スペースの削減を図ることができるとともに、大出力の蒸気タービン設備に対応可能となる。よって、上記（１０）の構成によれば、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備を実現可能である。 According to the configuration of (10) above, a high-pressure turbine column, a medium-pressure turbine column and a pair of low-pressure turbine columns are provided in the bearing span of the pair of radial bearings, and between the pair of low-pressure turbine columns. Since the high-pressure turbine column and the medium-pressure turbine column are arranged in the same space, the high-pressure turbine column, the medium-pressure turbine column and the pair of low-pressure turbine columns are housed in a single cabin (casing), and the pair of low-pressure turbine columns are accommodated. It can be a double-flow exhaust type that exhausts from the turbine. Therefore, as described in (1) above, it is possible to simplify the configuration of the steam turbine equipment or reduce the installation space, and it is possible to cope with the high output steam turbine equipment. Therefore, according to the configuration (10) above, it is possible to realize a steam turbine facility capable of handling a large output while reducing the facility cost.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、設備コストを低減しながら、大出力に対応可能な蒸気タービン設備及びこれを備えたコンバインドサイクルプラントが提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a steam turbine facility capable of supporting a large output while reducing the facility cost, and a combined cycle plant equipped with the steam turbine facility.

一実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the combined cycle plant which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る蒸気タービン設備の軸方向に沿った概略断面図である。It is a schematic sectional drawing along the axial direction of the steam turbine equipment which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る蒸気タービン設備の軸方向に沿った概略断面図である。It is a schematic sectional drawing along the axial direction of the steam turbine equipment which concerns on one Embodiment. 図２のＡ－Ａ矢視断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. do not have.

まず、図１を参照して、幾つかの実施形態に係る蒸気タービン設備が適用されるコンバインドサイクルプラントについて説明する。
図１は、一実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの概略構成図である。同図に示すように、コンバインドサイクルプラント１は、ガスタービン設備２と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）６（ボイラ）と、蒸気タービン設備４と、を備えたガスタービン複合発電（ＧＴＣＣ）プラントである。 First, with reference to FIG. 1, a combined cycle plant to which the steam turbine equipment according to some embodiments is applied will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a combined cycle plant according to an embodiment. As shown in the figure, the combined cycle plant 1 is a gas turbine combined power generation (GTCC) plant equipped with a gas turbine facility 2, an exhaust heat recovery steam generator (HRSG) 6 (boiler), and a steam turbine facility 4. be.

図１に示すガスタービン設備２は、圧縮機１０と、燃焼器１２と、タービン１４と、を備えている。圧縮機１０は、空気を圧縮して圧縮空気を生成するように構成される。燃焼器１２は、圧縮機１０からの圧縮空気と燃料（例えば天然ガス等）との燃焼反応により燃焼ガスを発生させるように構成される。タービン１４は、燃焼器１２からの燃焼ガスにより回転駆動されるように構成される。タービン１４には回転シャフト１６を介して発電機１８が連結されており、タービン１４の回転エネルギーによって発電機１８が駆動されて電力が生成されるようになっている。タービン１４で仕事を終えた燃焼ガスは、排ガスとしてタービン１４から排出されるようになっている。 The gas turbine equipment 2 shown in FIG. 1 includes a compressor 10, a combustor 12, and a turbine 14. The compressor 10 is configured to compress air to produce compressed air. The combustor 12 is configured to generate combustion gas by a combustion reaction between compressed air from the compressor 10 and fuel (for example, natural gas or the like). The turbine 14 is configured to be rotationally driven by the combustion gas from the combustor 12. A generator 18 is connected to the turbine 14 via a rotary shaft 16, and the generator 18 is driven by the rotational energy of the turbine 14 to generate electric power. The combustion gas that has finished its work in the turbine 14 is discharged from the turbine 14 as exhaust gas.

排熱回収ボイラ６は、ガスタービン設備２からの排ガスの熱によって、蒸気を生成するように構成されている。
排熱回収ボイラ６は、ガスタービン設備２からの排ガスが導入されるダクト（不図示）と、該ダクトの内部を通過するように設けられた熱交換器(不図示)と、を有する。熱交換器には、後述する蒸気タービン設備４の復水器３４からの復水が導入されるようになっており、この熱交換器において、復水と、上述のダクトを流れる排ガスとの熱交換により、蒸気が生成されるようになっている。
なお、排熱回収ボイラ６のダクト内を流れて熱交換器を通過した排ガスは、煙突（不図示）等から排出されるようになっていてもよい。 The exhaust heat recovery boiler 6 is configured to generate steam by the heat of the exhaust gas from the gas turbine equipment 2.
The exhaust heat recovery boiler 6 has a duct (not shown) into which the exhaust gas from the gas turbine equipment 2 is introduced, and a heat exchanger (not shown) provided so as to pass through the inside of the duct. Condensation from the condenser 34 of the steam turbine equipment 4, which will be described later, is introduced into the heat exchanger. In this heat exchanger, the heat between the condensate and the exhaust gas flowing through the above-mentioned duct is introduced. The exchange is designed to generate steam.
The exhaust gas that has flowed through the duct of the exhaust heat recovery boiler 6 and passed through the heat exchanger may be discharged from a chimney (not shown) or the like.

図１に示す蒸気タービン設備４は、複数のタービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂを含み、排熱回収ボイラ６からの蒸気によって駆動されるように構成されている。
蒸気タービン設備６には、排熱回収ボイラ６で生成した蒸気が導かれるようになっており、この蒸気によって蒸気タービン設備６が回転駆動される。また、蒸気タービン設備６には、ロータシャフト２８を介して発電機３２が接続されており、発電機３２は、蒸気タービン設備６によって回転駆動されて、電力を生成するようになっている。 The steam turbine equipment 4 shown in FIG. 1 includes a plurality of turbine blade rows 22, 24, 26A, and 26B, and is configured to be driven by steam from the exhaust heat recovery boiler 6.
The steam generated by the exhaust heat recovery boiler 6 is guided to the steam turbine equipment 6, and the steam turbine equipment 6 is rotationally driven by the steam. Further, a generator 32 is connected to the steam turbine equipment 6 via a rotor shaft 28, and the generator 32 is rotationally driven by the steam turbine equipment 6 to generate electric power.

以下、幾つかの実施形態に係る蒸気タービン設備４について、より詳細に説明する。
図２及び図３は、それぞれ、一実施形態に係る蒸気タービン設備４の軸方向に沿った概略断面図である。なお、図２に示す実施形態と、図３に示す実施形態とでは、後述する分岐流路６２を除いて、基本的には同じ構造を有している。 Hereinafter, the steam turbine equipment 4 according to some embodiments will be described in more detail.
2 and 3 are schematic cross-sectional views taken along the axial direction of the steam turbine equipment 4 according to the embodiment, respectively. The embodiment shown in FIG. 2 and the embodiment shown in FIG. 3 basically have the same structure except for the branch flow path 62 described later.

図１～図３に示すように、蒸気タービン設備４は、ロータシャフト２８と、ロータシャフト２８を回転可能に支持する一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂと、ロータシャフト２８に設けられるタービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂと、外側ケーシング２０及び内側ケーシング３６と、を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the steam turbine equipment 4 includes a rotor shaft 28, a pair of radial bearings 30A and 30B that rotatably support the rotor shaft 28, and a turbine blade row 22 provided on the rotor shaft 28. 24, 26A, 26B, an outer casing 20 and an inner casing 36 are provided.

上述のタービン翼列は、ボイラ（上述した排熱回収ボイラ等）からの高圧蒸気が導入される高圧タービン翼列２２、より低圧の蒸気（中圧蒸気）が導入される中圧タービン翼列２４、及び、さらに低圧の蒸気（低圧蒸気）が導入される一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを含む。 The above-mentioned turbine column includes a high-pressure turbine column 22 into which high-pressure steam from a boiler (exhaust heat recovery boiler and the like described above) is introduced, and a medium-pressure turbine column 24 into which lower-pressure steam (medium-pressure steam) is introduced. , And a pair of low pressure turbine blade rows 26A, 26B into which low pressure steam (low pressure steam) is introduced.

高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４は、軸方向において一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの間に位置している。
一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂは、軸方向において中圧タービン翼列２４の隣に設けられる第１低圧タービン翼列２６Ａと、軸方向において高圧タービン翼列２２の隣に設けられる第２低圧タービン翼列２６Ｂと、を含む。 The high-pressure turbine blade row 22 and the medium-pressure turbine blade row 24 are located between the pair of low-pressure turbine blade rows 26A and 26B in the axial direction.
The pair of low-pressure turbine blade rows 26A and 26B includes a first low-pressure turbine blade row 26A provided next to the medium-pressure turbine blade row 24 in the axial direction and a second low-pressure turbine blade row provided next to the high-pressure turbine blade row 22 in the axial direction. Includes turbine blade row 26B and.

一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂは、上述した一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂの軸受スパン内に設けられている。すなわち、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂ、及び、これらの一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの間に位置する高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４は、一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂの軸受スパン内に設けられている。 The pair of low-pressure turbine blade rows 26A and 26B are provided in the bearing spans of the pair of radial bearings 30A and 30B described above. That is, the pair of low-pressure turbine blade rows 26A and 26B, and the high-pressure turbine blade row 22 and the medium-pressure turbine blade row 24 located between the pair of low-pressure turbine blade rows 26A and 26B are the pair of radial bearings 30A. It is provided in the bearing span of 30B.

なお、軸方向において、一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂの軸受スパン内には（即ち、ラジアル軸受３０Ａとラジアル軸受３０Ｂとの間には）、他のラジアル軸受は設けられていない。 In the axial direction, no other radial bearing is provided in the bearing span of the pair of radial bearings 30A and 30B (that is, between the radial bearing 30A and the radial bearing 30B).

図２及び図３に示す例示的な実施形態において、高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４は、内側ケーシング３６に収容されており、第１低圧タービン翼列２６Ａの上流側部分２６Ａａも内側ケーシング３６に収容されている。また、第１低圧タービン翼列２６Ａの下流側部分２６Ａｂ及び第２低圧タービン翼列２６Ｂは、外側ケーシング２０に収容されている。
すなわち、蒸気タービン設備４のタービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂのそれぞれが、外側ケーシング２０の内部に設けられている。 In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the high pressure turbine column 22 and the medium pressure turbine column 24 are housed in the inner casing 36, and the upstream portion 26Aa of the first low pressure turbine column 26A is also contained. It is housed in the inner casing 36. Further, the downstream portion 26Ab of the first low-pressure turbine blade row 26A and the second low-pressure turbine blade row 26B are housed in the outer casing 20.
That is, each of the turbine blade rows 22, 24, 26A, and 26B of the steam turbine equipment 4 is provided inside the outer casing 20.

タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂは、それぞれ、複数の静翼７及び動翼８を含む。複数の静翼７及び動翼８は、それぞれ、周方向に配列されて列を形成しており、軸方向において、静翼７の列と動翼８の列とが交互に配列されている。
なお、タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂの各々は、静翼７の列と動翼８の列の組を複数有していてもよい。 Turbine blade rows 22, 24, 26A, 26B include a plurality of stationary blades 7 and blades 8, respectively. The plurality of stationary blades 7 and the moving blades 8 are arranged in the circumferential direction to form a row, and the rows of the stationary blades 7 and the rows of the moving blades 8 are alternately arranged in the axial direction.
Each of the turbine blade rows 22, 24, 26A, and 26B may have a plurality of pairs of a row of the stationary blades 7 and a row of the moving blades 8.

各タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂの静翼７は、静止部材である内側ケーシング３６又は外側ケーシング２０に支持されている。
図２及び図３に示す例示的な実施形態では、高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４の静翼７は、内側ケーシング３６に支持されている。また、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂのうち、第１低圧タービン翼列２６Ａのうちの上流側部分２６Ａａは内側ケーシング３６内に収容されており、第１低圧タービン翼列２６Ａのうち下流側部分２６Ａｂ及び第２低圧タービン翼列２６Ｂは、外側ケーシング内に収容されている。 The stationary blades 7 of the turbine blade rows 22, 24, 26A, and 26B are supported by the inner casing 36 or the outer casing 20 which are stationary members.
In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the stationary blades 7 of the high pressure turbine blade row 22 and the medium pressure turbine blade row 24 are supported by the inner casing 36. Further, of the pair of low-pressure turbine blade rows 26A and 26B, the upstream portion 26Aa of the first low-pressure turbine blade row 26A is housed in the inner casing 36, and the downstream side of the first low-pressure turbine blade row 26A. The portion 26Ab and the second low pressure turbine blade row 26B are housed in an outer casing.

また、各タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂの動翼８は、ロータシャフト２８に取り付けられており、ロータシャフト２８とともに回転するようになっている。 Further, the blades 8 of the turbine blade rows 22, 24, 26A, and 26B are attached to the rotor shaft 28 and rotate together with the rotor shaft 28.

高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４、及び第１低圧タービン翼列２６Ａの入口には、高圧入口管３８、中圧入口管４２及び低圧入口管４４がそれぞれ接続されている。また、高圧タービン翼列２２の出口には、高圧出口管４０が接続されている。 A high-pressure inlet pipe 38, a medium-pressure inlet pipe 42, and a low-pressure inlet pipe 44 are connected to the inlets of the high-pressure turbine blade row 22, the medium-pressure turbine blade row 24, and the first low-pressure turbine blade row 26A, respectively. Further, a high pressure outlet pipe 40 is connected to the outlet of the high pressure turbine blade row 22.

高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４、及び第１低圧タービン翼列２６Ａの入口には、高圧入口管３８、中圧入口管４２及び低圧入口管４４を介して、それぞれ、高圧蒸気、中圧蒸気、及び、低圧蒸気が導入されるようになっている。 High-pressure steam at the inlets of the high-pressure turbine blade row 22, the medium-pressure turbine blade row 24, and the first low-pressure turbine blade row 26A via the high-pressure inlet pipe 38, the medium-pressure inlet pipe 42, and the low-pressure inlet pipe 44, respectively. Medium-pressure steam and low-pressure steam are being introduced.

高圧入口管３８、中圧入口管４２及び低圧入口管４４を介して各タービン翼列に導入される蒸気は、上述のボイラで生成されたものであってもよい。また、高圧タービン翼列２２を通過して高圧出口管４０から排出された蒸気は、再熱器等で再加熱された後、中圧入口管４２を介して中圧タービン翼列２４に導入されるようになっていてもよい。また、図２及び図３に示すように、第１低圧タービン翼列２６Ａの入口には、中圧タービン翼列２４を通過した蒸気が直接流入するようになっていてもよく、また、中圧タービン翼列２４からの蒸気と、低圧入口管４４からの蒸気とが合流して流入するようになっていてもよい。 The steam introduced into each turbine blade row via the high pressure inlet pipe 38, the medium pressure inlet pipe 42 and the low pressure inlet pipe 44 may be generated by the above-mentioned boiler. Further, the steam discharged from the high pressure outlet pipe 40 passing through the high pressure turbine blade row 22 is reheated by a reheater or the like and then introduced into the medium pressure turbine blade row 24 via the medium pressure inlet pipe 42. It may be. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the steam that has passed through the medium pressure turbine blade row 24 may directly flow into the inlet of the first low pressure turbine blade row 26A, or the medium pressure. The steam from the turbine blade row 24 and the steam from the low pressure inlet pipe 44 may be merged and flowed in.

なお、径方向においてロータシャフト２８と内側ケーシング３６との間には、流体漏れを抑制するためのシール部が設けられていてもよい。例えば、図２及び図３に示すように、高圧タービン翼列２２と中圧タービン翼列２４との間での流体漏れを抑制するシール部６０や、高圧タービン翼列２２と第２低圧タービン翼列２６Ｂとの間での流体漏れを抑制するシール部６１が設けられていてもよい。 A seal portion for suppressing fluid leakage may be provided between the rotor shaft 28 and the inner casing 36 in the radial direction. For example, as shown in FIGS. 2 and 3, a seal portion 60 that suppresses fluid leakage between the high-pressure turbine blade row 22 and the medium-pressure turbine blade row 24, or the high-pressure turbine blade row 22 and the second low-pressure turbine blade. A seal portion 61 that suppresses fluid leakage from the row 26B may be provided.

図２及び図３に示す蒸気タービン設備４は、軸方向に沿って静翼７及び動翼８が交互に並ぶ蒸気流路から分岐して設けられる分岐流路６２を有する。分岐流路６２は、軸方向において、第１低圧タービン翼列２６Ａの上流側部分２６Ａａと下流側部分２６Ａｂの間の位置（分岐点）において、上述の蒸気流路から分岐して設けられている。第１低圧タービン翼列２６Ａを流れる蒸気の一部は、該分岐流路６２を介して第２低圧タービン翼列２６Ｂの入口に導かれるようになっている。 The steam turbine equipment 4 shown in FIGS. 2 and 3 has a branch flow path 62 provided by branching from a steam flow path in which the stationary blades 7 and the moving blades 8 are alternately arranged along the axial direction. The branch flow path 62 is provided so as to branch from the above-mentioned steam flow path at a position (branch point) between the upstream side portion 26Aa and the downstream side portion 26Ab of the first low pressure turbine blade row 26A in the axial direction. .. A part of the steam flowing through the first low-pressure turbine blade row 26A is guided to the inlet of the second low-pressure turbine blade row 26B via the branch flow path 62.

なお、第２低圧タービン翼列の段数（静翼７の列と動翼８の列の組の数）は、上述の分岐点よりも下流側の第１低圧タービン翼列の下流側部分２６Ａｂの段数と同じであってもよい。図２及び図３に示す例示的な実施形態では、第１低圧タービン翼列の下流側部分２６Ａｂ及び第２低圧タービン翼列の段数は１段である。 The number of stages of the second low-pressure turbine blade row (the number of pairs of the row of the stationary blade 7 and the row of the moving blade 8) is the downstream portion 26Ab of the first low-pressure turbine blade row on the downstream side of the above-mentioned branch point. It may be the same as the number of stages. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the number of stages of the downstream portion 26Ab of the first low-pressure turbine blade row and the second low-pressure turbine blade row is one.

このような蒸気タービン設備４において、各タービン翼列２２，２４，２６Ａ，２６Ｂに蒸気が導入されると、蒸気が静翼７を通過する際に膨張して増速され、こうして増速された蒸気が動翼８に対して仕事をしてロータシャフト２８を回転させるようになっている。 In such a steam turbine facility 4, when steam is introduced into each turbine blade row 22, 24, 26A, 26B, the steam expands and accelerates as it passes through the stationary blade 7, and thus the speed is increased. The steam works on the blades 8 to rotate the rotor shaft 28.

また、蒸気タービン設備４は、一対の排気室５０を備えている。一対の排気室５０は、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの下流側にそれぞれ位置するように設けられる。一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを通過した蒸気は、フローガイド５４に案内されて排気室５０に流入し、排気室５０の内部を通って、排気室５０に設けられた排気室出口５１（図４参照）を介して排出されるようになっている。 Further, the steam turbine equipment 4 includes a pair of exhaust chambers 50. The pair of exhaust chambers 50 are provided so as to be located on the downstream side of the pair of low pressure turbine blade rows 26A and 26B, respectively. The steam that has passed through the pair of low-pressure turbine blade rows 26A and 26B is guided by the flow guide 54 and flows into the exhaust chamber 50, passes through the inside of the exhaust chamber 50, and is provided at the exhaust chamber outlet 51 (exhaust chamber outlet 51). It is designed to be discharged via (see FIG. 4).

排気室出口５１の下流側には復水器３４（図１参照）が設けられており、排気室出口５１から排出された蒸気は、復水器３４に流入するようになっている。復水器３４では、冷却水との熱交換により蒸気が冷却されて凝縮し、凝縮水（復水）が生成される。 A condenser 34 (see FIG. 1) is provided on the downstream side of the exhaust chamber outlet 51, and the steam discharged from the exhaust chamber outlet 51 flows into the condenser 34. In the condenser 34, the steam is cooled and condensed by heat exchange with the cooling water, and condensed water (condensed water) is generated.

幾つかの実施形態では、排気室５０の下方側に排気室出口５１が設けられるとともに、排気室の下方に復水器３４が設けられていてもよい。また、幾つかの実施形態では、排気室５０の側方に排気室出口５１が設けられるとともに、排気室５０の側方に復水器３４が設けられていてもよい。 In some embodiments, the exhaust chamber outlet 51 may be provided below the exhaust chamber 50, and the condenser 34 may be provided below the exhaust chamber. Further, in some embodiments, the exhaust chamber outlet 51 may be provided on the side of the exhaust chamber 50, and the condenser 34 may be provided on the side of the exhaust chamber 50.

上述した蒸気タービン設備４では、一対のラジアル軸受３０Ａ，３０Ｂの軸受スパン内に、高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４及び一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを設け、かつ、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの間に高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４が配置されている。この構成により、高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４及び一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを単一の車室（外側ケーシング２０）に収容することができ、また、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂのそれぞれを介して蒸気が排出される複流排気式の蒸気タービン設備とすることができる。 In the steam turbine equipment 4 described above, the high-pressure turbine blade row 22, the medium-pressure turbine blade row 24, and the pair of low-pressure turbine blade rows 26A, 26B are provided in the bearing span of the pair of radial bearings 30A and 30B, and a pair. A high-pressure turbine blade row 22 and a medium-pressure turbine blade row 24 are arranged between the low-pressure turbine blade rows 26A and 26B. With this configuration, the high-pressure turbine blade row 22, the medium-pressure turbine blade row 24, and the pair of low-pressure turbine blade rows 26A, 26B can be accommodated in a single cabin (outer casing 20), and the pair of low-pressure turbines can be accommodated. It can be a double-flow exhaust type steam turbine facility in which steam is discharged through each of the blade rows 26A and 26B.

すなわち、高圧タービン翼列２２、中圧タービン翼列２４及び一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを単一の車室（外側ケーシング２０）に収容する単車室構造とすることで、例えば、車室間を接続する気筒連絡管やタービン翼列間に設けられるグランドシールを削減可能することができ、蒸気タービン設備４の構成の簡素化又は設置スペースの削減を図ることができる。また、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを含む複流排気式とすることで、低圧タービンの翼長大化を抑制してタービン翼の強度低下を抑制できるため、蒸気タービン設備４が大容量の蒸気発生装置（ボイラ等）に対応可能となる。また、このように、低圧タービンのタービン翼の長大化が抑制され、タービン翼を比較的短くできるので、低圧タービンの最終段翼で発生し得るリービングロスを低減して、タービン性能を向上させることができる。
よって、上述した蒸気タービン設備４によれば、設備コストを低減しながら、大容量の蒸気発生装置（ボイラ等）への対応が可能となる。 That is, by adopting a single-chamber structure in which the high-pressure turbine blade row 22, the medium-pressure turbine blade row 24, and the pair of low-pressure turbine blade rows 26A, 26B are housed in a single cabin (outer casing 20), for example, the passenger compartment. It is possible to reduce the number of gland seals provided between the cylinder connecting pipes and the turbine blade rows connecting the two, and it is possible to simplify the configuration of the steam turbine equipment 4 or reduce the installation space. Further, by adopting a double flow exhaust type including a pair of low pressure turbine blade rows 26A and 26B, it is possible to suppress the increase in blade length of the low pressure turbine and suppress the decrease in the strength of the turbine blades, so that the steam turbine equipment 4 has a large capacity steam. It will be possible to handle generators (boilers, etc.). Further, since the lengthening of the turbine blade of the low pressure turbine is suppressed and the turbine blade can be made relatively short in this way, the leaving loss that may occur in the final stage blade of the low pressure turbine is reduced and the turbine performance is improved. Can be done.
Therefore, according to the above-mentioned steam turbine equipment 4, it is possible to support a large-capacity steam generator (boiler or the like) while reducing the equipment cost.

また、上述の蒸気タービン設備４では、第１低圧タービン翼列２６Ａを流れる蒸気の一部を、分岐流路６２を介して第２低圧タービン翼列２６Ｂの入口に導くようにしたので、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの両方から蒸気を排出することが可能となり、すなわち、複流式の蒸気タービン設備４を実現することができる。 Further, in the above-mentioned steam turbine equipment 4, a part of the steam flowing through the first low-pressure turbine blade row 26A is guided to the inlet of the second low-pressure turbine blade row 26B via the branch flow path 62, so that a pair. It is possible to discharge steam from both the low-pressure turbine blade rows 26A and 26B, that is, a double-flow steam turbine facility 4 can be realized.

図２に示す例示的な実施形態では、分岐流路６２は、内側ケーシング３６の外周面３６ａ及び外側ケーシング２０の内周面２０ａよって少なくとも部分的に形成された環状の流路である。
このように、外側ケーシング２０及び内側ケーシング３６を利用して分岐流路６２を形成することにより、簡素な構成で、複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備４を実現することができる。
また、分岐流路６２を環状の流路とすることで、分岐流路６２の流路面積を大きく確保しやすい。 In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the branch flow path 62 is an annular flow path formed at least partially by the outer peripheral surface 36a of the inner casing 36 and the inner peripheral surface 20a of the outer casing 20.
By forming the branch flow path 62 by using the outer casing 20 and the inner casing 36 in this way, it is possible to realize the steam turbine equipment 4 having a double-flow exhaust type and a single-chamber structure with a simple configuration.
Further, by making the branch flow path 62 an annular flow path, it is easy to secure a large flow path area of the branch flow path 62.

外側ケーシング２０は、板金から作製されたものであってもよい。また、内側ケーシング３６は鋳物として作製されたものであってもよい。
低圧タービン翼列２６Ａの途中から分岐して設けられる分岐流路６２を流れる蒸気は温度が比較的低く、この比較的低圧の蒸気の圧力と、外側ケーシング２０の外側の圧力（通常は大気圧）との差は比較的小さいため、外側ケーシング２０を板金で作製しても必要な強度を持たせることができる。よって、外側ケーシング２０を板金で作製することにより、蒸気タービン設備４として必要とされる強度を持たせながら、上述の複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備４を比較的低コストで実現することができる。 The outer casing 20 may be made of sheet metal. Further, the inner casing 36 may be manufactured as a casting.
The temperature of the steam flowing through the branch flow path 62 branched from the middle of the low-pressure turbine blade row 26A is relatively low, and the pressure of this relatively low-pressure steam and the pressure outside the outer casing 20 (usually atmospheric pressure). Since the difference from the above is relatively small, even if the outer casing 20 is made of sheet metal, it can have the required strength. Therefore, by manufacturing the outer casing 20 from sheet metal, the above-mentioned double-flow exhaust type steam turbine equipment 4 having a single-chamber structure can be realized at a relatively low cost while having the strength required for the steam turbine equipment 4. be able to.

図２に示す実施形態では、外側ケーシング２０よりも径方向内側、かつ、内側ケーシング３６よりも径方向外側に、分岐流路６２における蒸気の流れを案内するためのガイド部材４８が設けられている。ガイド部材４８は、蒸気タービン設備４の軸方向において、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂの間の中央位置に向かうにつれてロータシャフト２８の中心軸Ｏから徐々に遠ざかるように、軸方向に対して傾斜して設けられている。 In the embodiment shown in FIG. 2, a guide member 48 for guiding the flow of steam in the branch flow path 62 is provided inside the outer casing 20 in the radial direction and outside the inner casing 36 in the radial direction. .. The guide member 48 is axially distant from the central axis O of the rotor shaft 28 toward the central position between the pair of low pressure turbine blade rows 26A and 26B in the axial direction of the steam turbine equipment 4. It is provided at an angle.

また、図２に示す実施形態では、内側ケーシング３６の外周面３６ａは、軸方向に沿った断面において、径方向外側に向かって突出する凸曲面を含む、滑らかな形状を有している。 Further, in the embodiment shown in FIG. 2, the outer peripheral surface 36a of the inner casing 36 has a smooth shape including a convex curved surface protruding outward in the radial direction in a cross section along the axial direction.

上述したガイド部材４８を設けることにより、又は、上述のように内側ケーシング３６の外周面３６ａを滑らかな形状とすることにより、分岐流路６２における蒸気流れの乱れを低減することができ、よって、流体損失を低減することができる。 By providing the guide member 48 described above, or by forming the outer peripheral surface 36a of the inner casing 36 into a smooth shape as described above, the turbulence of the steam flow in the branch flow path 62 can be reduced, and thus the turbulence of the steam flow can be reduced. The fluid loss can be reduced.

分岐流路６２を形成する部材、あるいは、分岐流路６２内に設けられる部材の表面には、断熱材が設けられていてもよい。例えば、図２に示す実施形態では、分岐流路６２を形成する内側ケーシング３６の外周面３６ａに断熱材５６が設けられている。また、高圧入口管３８のうち分岐流路６２を通過する部分に断熱材５８が設けられている。また、図２に示すように、分岐流路６２を形成する外側ケーシング２０の内周面２０ａに断熱材５９が設けられていてもよい。 A heat insulating material may be provided on the surface of the member forming the branch flow path 62 or the member provided in the branch flow path 62. For example, in the embodiment shown in FIG. 2, the heat insulating material 56 is provided on the outer peripheral surface 36a of the inner casing 36 forming the branch flow path 62. Further, a heat insulating material 58 is provided in a portion of the high-pressure inlet pipe 38 that passes through the branch flow path 62. Further, as shown in FIG. 2, the heat insulating material 59 may be provided on the inner peripheral surface 20a of the outer casing 20 forming the branch flow path 62.

上述した断熱材を設けることで、比較的高温の蒸気が流れる内側ケーシング３６や高圧入口管３８等から、比較的低温の蒸気が流れる分岐流路６２への放熱を抑制することができる。よって、このような放熱に起因する蒸気タービン設備４の効率低下を抑制することができる。 By providing the above-mentioned heat insulating material, it is possible to suppress heat dissipation from the inner casing 36 through which the relatively high temperature steam flows, the high pressure inlet pipe 38, and the like to the branch flow path 62 through which the relatively low temperature steam flows. Therefore, it is possible to suppress the decrease in efficiency of the steam turbine equipment 4 due to such heat dissipation.

図３に示す例示的な実施形態では、分岐流路６２は、外側ケーシング２０の外部を通る配管６６によって少なくとも部分的に形成されている。また、外側ケーシング２０の内部には、第１低圧タービン翼列の上流側部分２６Ａａから上述の配管６６へと蒸気流れを導くガイド部材６４Ａ、及び、配管６６から第２低圧タービン翼列へと蒸気流れを導くガイド部材６４Ｂと、が設けられている。 In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the branch flow path 62 is at least partially formed by a pipe 66 passing through the outside of the outer casing 20. Further, inside the outer casing 20, a guide member 64A for guiding the steam flow from the upstream portion 26Aa of the first low-pressure turbine blade row to the above-mentioned pipe 66, and steam from the pipe 66 to the second low-pressure turbine blade row. A guide member 64B for guiding the flow is provided.

このように、外側ケーシング２０の外部を通る配管６６によって分岐流路６２を形成することにより、簡素な構成で、複流排気式かつ単車室構造の蒸気タービン設備４を実現することができる。 By forming the branch flow path 62 by the pipe 66 passing through the outside of the outer casing 20 in this way, it is possible to realize the steam turbine equipment 4 having a double-flow exhaust type and a single-chamber structure with a simple configuration.

図２及び図３に示す例示的な実施形態では、分岐流路６２に蒸気導入路４６が接続されている。蒸気導入路４６は、第１低圧タービン翼列２６Ａの入口の蒸気の圧力よりも低圧の蒸気を分岐流路６２に導入するように構成されている。 In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the steam introduction path 46 is connected to the branch flow path 62. The steam introduction path 46 is configured to introduce steam having a pressure lower than the pressure of the steam at the inlet of the first low pressure turbine blade row 26A into the branch flow path 62.

このように、蒸気導入路４６を介して、第１低圧タービン翼列２６Ａの入口の蒸気の圧力よりも低圧の蒸気を分岐流路６２に導入することにより、第２低圧タービン翼列２６Ｂには、第１低圧タービン翼列２６Ａの入口に流入する蒸気（例えば、中圧タービンからの排気や、ボイラの低圧ドラム又は低圧蒸発器からの蒸気）の一部に加えて、蒸気導入路４６から分岐流路６２に導入されるより低圧の蒸気が導かれる。よって、蒸気タービン設備４の出力を向上させることができる。 In this way, by introducing steam lower than the pressure of the steam at the inlet of the first low-pressure turbine column 26A into the branch flow path 62 through the steam introduction path 46, the second low-pressure turbine column 26B is introduced. , A part of the steam flowing into the inlet of the first low pressure turbine blade row 26A (for example, the exhaust from the medium pressure turbine and the steam from the low pressure drum of the boiler or the low pressure evaporator), and branching from the steam introduction path 46. A lower pressure steam introduced into the flow path 62 is guided. Therefore, the output of the steam turbine equipment 4 can be improved.

なお、図２及び図３に示す実施形態では、外側ケーシング２０や、外側ケーシング２０の外部を通る配管６６を利用して分岐流路６２を形成しているので、外側ケーシング２０の外部において、分岐流路６２に対して蒸気導入路４６を容易に接続することができる。 In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the branch flow path 62 is formed by using the outer casing 20 and the pipe 66 passing through the outside of the outer casing 20, so that the branch flow path 62 is branched outside the outer casing 20. The steam introduction path 46 can be easily connected to the flow path 62.

また、図２及び図３に示す例示的な実施形態では、高圧タービン翼列２２を流れる蒸気と、中圧タービン翼列２４を流れる蒸気とが、軸方向において互いに逆向きに流れるように高圧タービン翼列２２及び中圧タービン翼列２４が配置されているとともに、第１低圧タービン翼列２６Ａを流れる蒸気と、第２低圧タービン翼列２６Ｂを流れる蒸気とが、軸方向において互いに逆向きに流れるように、第１低圧タービン翼列２６Ａ及び第２低圧タービン翼列２６Ｂが配置されている。 Further, in the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the high-pressure turbine so that the steam flowing through the high-pressure turbine column 22 and the steam flowing through the medium-pressure turbine column 24 flow in opposite directions in the axial direction. The blade row 22 and the medium pressure turbine blade row 24 are arranged, and the steam flowing through the first low pressure turbine blade row 26A and the steam flowing through the second low pressure turbine blade row 26B flow in opposite directions in the axial direction. As described above, the first low-pressure turbine blade row 26A and the second low-pressure turbine blade row 26B are arranged.

このように、高圧タービン翼列２２を流れる蒸気と、中圧タービン翼列２４を流れる蒸気とが軸方向において互いに逆向きの流れとなるように、かつ、一対の低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂのそれぞれを流れる蒸気が軸方向において互いに逆向きの流れとなるように、それぞれのタービン翼列を配置することにより、ロータシャフト２８に作用するスラスト荷重をバランスさせることができる。 In this way, the steam flowing through the high-pressure turbine blade row 22 and the steam flowing through the medium-pressure turbine blade row 24 flow in opposite directions in the axial direction, and the pair of low-pressure turbine blade rows 26A and 26B. By arranging each turbine blade row so that the steam flowing in each flows in opposite directions in the axial direction, the thrust load acting on the rotor shaft 28 can be balanced.

図４は、一実施形態に係る蒸気タービン設備４の排気室５０の概略断面図であり、図２のＡ－Ａ矢視断面図である。
幾つかの実施形態では、図４に示すように、蒸気タービン設備４の排気室５０は、該排気室５０の側方に位置する排気室出口５１を有していてもよい。
ここで、排気室５０の側方とは、排気室５０軸方向視したとき（図４参照）、ロータシャフト２８の中心軸Ｏから水平方向に離れる方向のことをいう。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the exhaust chamber 50 of the steam turbine equipment 4 according to the embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
In some embodiments, as shown in FIG. 4, the exhaust chamber 50 of the steam turbine equipment 4 may have an exhaust chamber outlet 51 located on the side of the exhaust chamber 50.
Here, the side of the exhaust chamber 50 means a direction horizontally separated from the central axis O of the rotor shaft 28 when viewed in the direction of the exhaust chamber 50 axis (see FIG. 4).

この場合、低圧タービン翼列２６Ａ，２６Ｂを通過した蒸気は、排気室５０の側方に設けられた排気室出口５１を介して復水器３４に向けて側方に排気される。すなわち、復水器３４を排気室５０の側方に配置することができるので、復水器３４を排気室５０の下方に位置させる場合に比べて、蒸気タービン設備４の高さ方向のサイズを低減させることができる。よって、蒸気タービン設備４にかかる設備コストをより効果的に削減することができる。 In this case, the steam that has passed through the low-pressure turbine blade rows 26A and 26B is exhausted laterally toward the condenser 34 through the exhaust chamber outlet 51 provided on the side of the exhaust chamber 50. That is, since the condenser 34 can be arranged on the side of the exhaust chamber 50, the size of the steam turbine equipment 4 in the height direction is larger than that in the case where the condenser 34 is located below the exhaust chamber 50. It can be reduced. Therefore, the equipment cost for the steam turbine equipment 4 can be reduced more effectively.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modification of the above-mentioned embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。 In the present specification, an expression representing a relative or absolute arrangement such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial". Strictly represents not only such an arrangement, but also a tolerance or a state of relative displacement at an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
Further, in the present specification, the expression representing a shape such as a square shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a square shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also within a range in which the same effect can be obtained. , The shape including the uneven portion, the chamfered portion, etc. shall also be represented.
Further, in the present specification, the expression "comprising", "including", or "having" one component is not an exclusive expression excluding the existence of another component.

１ コンバインドサイクルプラント
２ ガスタービン設備
４ 蒸気タービン設備
６ 排熱回収ボイラ
７ 静翼
８ 動翼
１０ 圧縮機
１２ 燃焼器
１４ タービン
１６ 回転シャフト
１８ 発電機
２０ 外側ケーシング
２０ａ 内周面
２２ 高圧タービン翼列
２４ 中圧タービン翼列
２６Ａ 第１低圧タービン翼列
２６Ａａ 上流側部分
２６Ａｂ 下流側部分
２６Ｂ 第２低圧タービン翼列
２８ ロータシャフト
３０Ａ ラジアル軸受
３０Ｂ ラジアル軸受
３２ 発電機
３４ 復水器
３６ 内側ケーシング
３６ａ 外周面
３８ 高圧入口管
４０ 高圧出口管
４２ 中圧入口管
４４ 低圧入口管
４６ 蒸気導入路
４８ ガイド部材
５０ 排気室
５１ 排気室出口
５４ フローガイド
５６ 断熱材
５８ 断熱材
５９ 断熱材
６０ シール部
６１ シール部
６２ 分岐流路
６４Ａ ガイド部材
６４Ｂ ガイド部材
６６ 配管 1 Combined cycle plant 2 Gas turbine equipment 4 Steam turbine equipment 6 Exhaust heat recovery boiler 7 Static blade 8 Dynamic blade 10 Compressor 12 Combustor 14 Turbine 16 Rotating shaft 18 Generator 20 Outer casing 20a Inner peripheral surface 22 High pressure turbine blade row 24 Medium pressure turbine blade row 26A 1st low pressure turbine blade row 26Aa Upstream side part 26Ab Downstream side part 26B 2nd low pressure turbine blade row 28 Rotor shaft 30A Radial bearing 30B Radial bearing 32 Generator 34 Water condenser 36 Inner casing 36a Outer surface 38 High-pressure inlet pipe 40 High-pressure outlet pipe 42 Medium-pressure inlet pipe 44 Low-pressure inlet pipe 46 Steam introduction path 48 Guide member 50 Exhaust chamber 51 Exhaust chamber outlet 54 Flow guide 56 Insulation material 58 Insulation material 59 Insulation material 60 Seal part 61 Seal part 62 Branch Flow path 64A Guide member 64B Guide member 66 Piping

Claims (9)

ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを回転可能に支持する一対のラジアル軸受と、
前記一対のラジアル軸受の軸受スパン内において前記ロータシャフトに設けられた一対の低圧タービン翼列と、
前記一対の低圧タービン翼列の間に位置するように、前記軸受スパン内にて前記ロータシャフトに設けられた高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列と、
を備え、
前記一対のラジアル軸受の前記軸受スパン内には、前記一対のラジアル軸受以外のラジアル軸受は設けられておらず、
前記高圧タービン翼列を流れる蒸気と、前記中圧タービン翼列を流れる蒸気とは、軸方向において互いに逆向きに流れるように構成され、
前記一対の低圧タービン翼列のそれぞれを流れる蒸気は、前記軸方向において互いに逆向きに流れるように構成された
ことを特徴とする蒸気タービン設備。 With the rotor shaft
A pair of radial bearings that rotatably support the rotor shaft,
A pair of low-pressure turbine blade rows provided on the rotor shaft within the bearing span of the pair of radial bearings.
A high-pressure turbine column and a medium-pressure turbine column provided on the rotor shaft in the bearing span so as to be located between the pair of low-pressure turbine columns.
Equipped with
No radial bearing other than the pair of radial bearings is provided in the bearing span of the pair of radial bearings.
The steam flowing through the high-pressure turbine blade row and the steam flowing through the medium-pressure turbine blade row are configured to flow in opposite directions in the axial direction.
The steam flowing through each of the pair of low-pressure turbine blade rows was configured to flow in opposite directions in the axial direction.
Steam turbine equipment characterized by that. 前記一対の低圧タービン翼列のうち一方である第１低圧タービン翼列を流れる蒸気の一部を、前記一対の低圧タービン翼列のうち他方である第２低圧タービン翼列の入口に導くための分岐流路をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン設備。 To guide a part of the steam flowing through the first low-pressure turbine blade row, which is one of the pair of low-pressure turbine blade rows, to the inlet of the second low-pressure turbine blade row, which is the other of the pair of low-pressure turbine blade rows. The steam turbine facility according to claim 1, further comprising a branch flow path. ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを回転可能に支持する一対のラジアル軸受と、
前記一対のラジアル軸受の軸受スパン内において前記ロータシャフトに設けられた一対の低圧タービン翼列と、
前記一対の低圧タービン翼列の間に位置するように、前記軸受スパン内にて前記ロータシャフトに設けられた高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列と、
前記一対の低圧タービン翼列のうち一方である第１低圧タービン翼列を流れる蒸気の一部を、前記一対の低圧タービン翼列のうち他方である第２低圧タービン翼列の入口に導くための分岐流路と、
前記高圧タービン翼列及び前記中圧タービン翼列を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングと前記一対の低圧タービン翼列の少なくとも一部とを収容する外側ケーシングと、を備え、
前記分岐流路は、前記内側ケーシングの外周面及び前記外側ケーシングの内周面よって少なくとも部分的に形成される
ことを特徴とする蒸気タービン設備。 With the rotor shaft
A pair of radial bearings that rotatably support the rotor shaft,
A pair of low-pressure turbine blade rows provided on the rotor shaft within the bearing span of the pair of radial bearings.
A high-pressure turbine column and a medium-pressure turbine column provided on the rotor shaft in the bearing span so as to be located between the pair of low-pressure turbine columns.
To guide a part of the steam flowing through the first low-pressure turbine blade row, which is one of the pair of low-pressure turbine blade rows, to the inlet of the second low-pressure turbine blade row, which is the other of the pair of low-pressure turbine blade rows. Branch flow path and
An inner casing accommodating the high-pressure turbine blade row and the medium-pressure turbine blade row,
It comprises an inner casing and an outer casing that accommodates at least a portion of the pair of low pressure turbine blade rows.
A steam turbine facility characterized in that the branch flow path is formed at least partially by an outer peripheral surface of the inner casing and an inner peripheral surface of the outer casing. 前記内側ケーシングの前記外周面に断熱材が設けられた
ことを特徴とする請求項３に記載の蒸気タービン設備。 The steam turbine equipment according to claim 3, wherein a heat insulating material is provided on the outer peripheral surface of the inner casing. 前記高圧タービン翼列及び前記中圧タービン翼列を収容する内側ケーシングと、
前記内側ケーシングと前記一対の低圧タービン翼列の少なくとも一部とを収容する外側ケーシングと、をさらに備え、
前記分岐流路は、前記外側ケーシングの外部を通る配管によって少なくとも部分的に形成される
ことを特徴とする請求項２に記載の蒸気タービン設備。 An inner casing accommodating the high-pressure turbine blade row and the medium-pressure turbine blade row,
Further comprising an inner casing and an outer casing accommodating at least a portion of the pair of low pressure turbine blade rows.
The steam turbine equipment according to claim 2, wherein the branch flow path is formed at least partially by a pipe passing through the outside of the outer casing. ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを回転可能に支持する一対のラジアル軸受と、
前記一対のラジアル軸受の軸受スパン内において前記ロータシャフトに設けられた一対の低圧タービン翼列と、
前記一対の低圧タービン翼列の間に位置するように、前記軸受スパン内にて前記ロータシャフトに設けられた高圧タービン翼列及び中圧タービン翼列と、
前記一対の低圧タービン翼列のうち一方である第１低圧タービン翼列を流れる蒸気の一部を、前記一対の低圧タービン翼列のうち他方である第２低圧タービン翼列の入口に導くための分岐流路と、
前記分岐流路に接続され、前記第１低圧タービン翼列の入口の蒸気の圧力よりも低圧の蒸気を前記分岐流路に導入するための蒸気導入路と、を備える
ことを特徴とする蒸気タービン設備。 With the rotor shaft
A pair of radial bearings that rotatably support the rotor shaft,
A pair of low-pressure turbine blade rows provided on the rotor shaft within the bearing span of the pair of radial bearings.
A high-pressure turbine column and a medium-pressure turbine column provided on the rotor shaft in the bearing span so as to be located between the pair of low-pressure turbine columns.
To guide a part of the steam flowing through the first low-pressure turbine blade row, which is one of the pair of low-pressure turbine blade rows, to the inlet of the second low-pressure turbine blade row, which is the other of the pair of low-pressure turbine blade rows. Branch flow path and
A steam turbine which is connected to the branch flow path and is provided with a steam introduction path for introducing steam having a pressure lower than the pressure of the steam at the inlet of the first low pressure turbine blade row into the branch flow path. Facility. 前記一対の低圧タービン翼列からの蒸気を復水器に向けて排出するための排気室をさらに備え、
前記排気室は、該排気室の側方に位置する排気室出口を有する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の蒸気タービン設備。 Further provided with an exhaust chamber for discharging steam from the pair of low pressure turbine blade rows toward the condenser.
The steam turbine equipment according to any one of claims 1 to 6 , wherein the exhaust chamber has an exhaust chamber outlet located on the side of the exhaust chamber. 前記一対の低圧タービン翼列からの蒸気を凝縮させるための復水器をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の蒸気タービン設備。 The steam turbine equipment according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a condenser for condensing steam from the pair of low-pressure turbine blade rows. ガスタービン設備と、
前記ガスタービン設備からの排ガスの熱によって蒸気を生成するためのボイラと、
請求項１乃至８の何れか一項に記載の蒸気タービン設備と、を備え、
前記蒸気タービン設備は、前記ボイラで生成された蒸気によって駆動されるように構成された
ことを特徴とするコンバインドサイクルプラント。 Gas turbine equipment and
A boiler for generating steam by the heat of exhaust gas from the gas turbine equipment,
The steam turbine equipment according to any one of claims 1 to 8 is provided.
The steam turbine facility is a combined cycle plant characterized in that it is configured to be driven by the steam generated by the boiler.
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